なぜフックエンドスチールファイバーが主流なのか: 1 つのフックのメカニズム

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2012 年 6 月 15 日

同じ直径と長さの場合、両端にフックが付いているファイバーは、真っ直ぐなファイバーよりも約 40% 多くの結合を形成します。フックは、摩擦インターフェースを摩擦と機械的固定に変えます。

フックは飾りではなく固定するものです

コンクリートから鋼繊維を引き抜くということは、界面摩擦と機械的連動という 2 つのことを克服することを意味します。まっすぐな繊維には摩擦しかないため、低応力で滑り始めます。両端にフックが付いているファイバーは、滑るときに最初にフックを真っすぐにする必要があり、これにより余分なエネルギーが消費されるため、同じ引き出し変位ではより多くの負荷がかかります。それがすべての秘密です。フックは摩擦界面を摩擦と固定力に変換します。また、フックの長さ、角度、半径を意味するフックの形状が繊維の直径よりも重要であり、形状はまさに安価な製品では省略されているものであることも意味します。

40% のボンドの差はどこから来るのか

フック付きファイバーはストレートファイバーよりも約 40% 良く接着するという主張は、引き抜き試験の結果であり、マーケティングではありません。同じ埋め込みの同じマトリックスでは、直線ファイバーは約 1 ミリメートルの滑りでピークに達し、その後急激に低下しますが、フック型ファイバーはより高い位置にピークがあり、より緩やかに下降します。緩やかな降下は、破損する前により多くのエネルギーが吸収されることを意味し、現場では亀裂はあるものの立っていると見なされます。これが、トンネル吹付けコンクリート、耐爆風工事、および耐震要素にほぼ独占的にフック型ファイバーが使用される理由です。それらには、より高い圧縮強度ではなく、破損する前の変形能力が必要です。

0.55、0.75、1.0 mm: 直径の選択

3 つの直径、3 つの仕事。 0.55 mm のファイバーはアスペクト比が 60 を超えるのに十分な細さであり、薄壁、自己圧縮混合物、および高用量に適しています。厚さは 0.75 mm で、床、橋梁床版オーバーレイ、プレキャスト梁用の汎用グレードです。 1.0 mm では、大量の注入、頑丈な床、およびより厚いバーを交換する場合に、ファイバーあたりの最大の荷重に耐えます。ルールは太い方が良いということではなく、明確な間隔です。ファイバの長さは最小の間隔の約 3 分の 2 未満に保つ必要があります。そうでないと、配置中にファイバがブリッジしてアーチ状になります。上下メッシュの 150 mm スラブでは、クリア間隔は 60 ～ 80 mm にすぎないことが多く、この場合、長さ 50 mm の 0.75 mm ファイバーの方が、長さ 60 mm の 1.0 mm ファイバーよりも効果的です。

30、35、50、60 mm: 長さは最大骨材に従う

長さは独立した選択ではありません。最大骨材が 20 mm の場合、繊維長は通常 30 ～ 40 mm になります。 10 mm 未満の骨材では、50 または 60 mm になることがあります。理由は簡単です。繊維は粒子間を橋渡しするために凝集体サイズの約 3 倍である必要がありますが、繊維が隙間に収まらなくなると、ボール状になってしまいます。吹付けコンクリートは例外です。ノズルの繊維は空気の流れとともに回転する必要があるため、20 ～ 30 mm が正常です。繊維が長いと、反発力が目に見えて増加します。

10 回の絞りパス: 強度が 800 ～ 1150 MPa に保たれる理由

冷間引抜き低炭素線は加工硬化により強度が増します。ロッドは 10 回以上の連続したダイスを通過し、結晶粒が軸に沿って伸びて微細になり、パスごとに強度が上昇し、延性が低下します。パスが少なすぎると力が入りません。中間アニーリングを行わずに多すぎると、ワイヤが脆くなり、3 回曲げた後に折れてしまいます。安定したラインは強度の変動が 5% 未満に抑えられ、3 回逆に曲げても破損しないことが保証されます。これら 2 つの数値は、混合中の破損率を予測するため、公称強度よりもプロセス制御について多くを語っています。壊れた繊維は材料を無駄にし、何も補強しない短い固定されていないスタブを残します。

30～80kg/m3とメッシュ交換の本当の限界

鋼繊維は溶接メッシュに代わることはできますが、構造補強には代えられず、その境界線を明確に示す必要があります。メッシュは温度と収縮亀裂を制御します。これは二次的な補強です。等量のスチールファイバーにより三次元拘束が向上し、結束、スペーサー、位置決めの手間が軽減されます。しかし、ランダムに配向した繊維は配向鉄筋よりも効率がはるかに低いため、梁、柱、スラブ軒天井の主張力鋼を除去することはできません。一般的な妥協策は、上部のメッシュをファイバーに交換するか、下部のメインスチールを維持するか、30 ～ 80 kg/m3 の用量でバーの直径を 1 ～ 2 ミリメートル減らすことです。

フックをチェックする方法: 曲げる、測定する、壊す

フック付きエンドワイヤーは構造用鋼繊維市場のほとんどを占めていますが、フックは固定具と同じではありません。 3 つのアクションで現場またはサンプル ルームで解決されます。まず、曲げます。ファイバーを 10 本取り、ペンチでフックを真っ直ぐにして放すと、フックは元の角度の半分以上に跳ね返ります。スプリングバックが不十分であるということは、ワイヤーの降伏対引張比が高すぎることを意味するため、フックはミキサー内で真っ直ぐになり、プレーンワイヤーとしてコンクリートに入ります。次に、測定: フックの長さは通常ワイヤーの直径の 2 ～ 3 倍、角度は 45 度または 90 度で、両端は同じ方向を向いていても反対方向を向いていても構いませんが、バッチは一貫していなければなりません。キャリパー10ファイバー。フックの長さの広がりが 10% を超える場合は、成形ダイが摩耗していることを意味します。第三に、破断: 延性のある繊維は分割する前にネックが発生し、脆い繊維は平らに折れます。平らに破断すると、曲げ靱性が低下することが予測されます。通常、細部が 1 つ見落とされます。銅層は最初に曲がり部分で亀裂が入るので、フックを光に逆らって回転させます。かすかな暗いヘアラインは、フックが再メッキされずに形成されたことを意味し、塩水噴霧でそこから腐食が始まる可能性があります。フックの選択が間違っているのはどのような場合ですか?吹き付けコンクリートでは、フックがメッシュに引っかかって丸くなりますが、アスペクト比はすでに制限されているため、波状ワイヤーの方が送りやすくなります。自己圧縮コンクリートでは、高流動により定着の利点の一部が打ち消されます。選択とは、最も強い繊維を選択することではなく、その配置方法で問題が発生しない繊維を選択することです。すでにフックエンドスチールファイバーのサプライヤーと話し合っている場合は、注文書を送る前にファイバーを 10 本送り、スプリングバックと破断タイプを尋ねてください。そのような条件で答えることができないサプライヤーは、価格だけで販売していることになります。

配信時のフックの検査: 3 つのアクション

フックの検査には器具は必要ありません。まず、一掴み垂らして耳を傾けてください。明るいリングは適切な焼き入れを意味し、鈍い音は柔らかいワイヤーを意味します。次に、10 本のファイバーのフックの長さと角度をノギスで測定します。短いフックや浅いフックは負荷がかかるとすぐに真っ直ぐになります。 3 番目に、1 本のファイバーを 2 回曲げてから 3 回曲げます。折れた場合、材料は脆くなっています。これら 3 つのステップの後、引張強度と直径の公差に対してバッチ レポートをチェックすると、問題のあるロットのほとんどが除外されます。モデルごとの比較のために、スチールファイバーの製品ページには、各グレードの直径、長さ、アスペクト比、および測定された引張値がリストされており、これらは合格ベースラインとして直接役立ちます。